Петрографическая характеристика кимберлитов
Изученные породы представляют собой кимберлиты с автолитовой текстурой и порфирово-обломочной структурой (автолитовая кимберлитовая брекчия). Автолиты составляют от первых процентов до 40% от объема породы. Автолиты имеют округлую, уплощенную, иногда слабовытянутую форму. Их размер колеблется от нескольких мм, до нескольких сантиметров. Встречаются автолиты четырех типов. Первые три типа зональны, состоят из ядра и внешних зон и являются «ядерными» автолитами: в первом типе ядрами автолитов являются фрагменты пород (рис. 2а); во втором типе ядра сложены оливином (рис. 2б) и в третьем типе ядром является более ранний автолит (рис. 2в). Четвертый тип – это безъядерные автолиты (рис. 2г).
В кимберлитах трубки им. В. Гриба, сохранились реликты неизмененных перидотитов. В кимберлитах трубок Карпинского I и II проявлено большее разнообразие типов автолитов. В трубке Карпинского II чаще встречаются сложные, многозональные образования.
Автолиты в АКБ цементируются порфировидным кимберлитом.Порфировидные вкрапленники представлены оливином, редкими порфировидными вкрапленниками флогопита и цементом. Порфировидные вкрапленники оливина имеют размер от долей мм до десятков мм и составляют 20 % от объема породы.
Основная масса, цементирующая и порфировидные вкрапленники и автолиты, полупрозрачная, имеет окраску от сероватой, светло-жёлтой до коричневой, тонкообломочная. В составе основной массы четко различается карбонат, рудный, присутствует полупрозрачная масса серпентина и других вторичных минералов, и тонкие чешуйки флогопита. В целом она сильно изменена, вероятно, в ней развиваются вторичные глинистые минералы.
|
|
|
Петрографическая позиция и химический состав изученных флогопитов
Флогопит встречается в виде мегакристов, вкрапленников, мелких чешуек, как в автолитах, так и в основной массе кимберлита, а также в ксенолитах мантийных перидотитов и флогопит-гранатовых пород.
Мегакристы являются самыми низкохромистыми флогопитами из всех изученных разностей. Мегакристы не попадают в поля составов флогопитов из протолочек, по которым проводились Rb-Sr изотопные исследования.
Вкрапленники флогопита из АКБ трубки им. В. Гриба по морфологии делятся на два типа. Это же подтверждается разницей в химическом составе. Вкрапленники второго типа зональные. Их краевые части являются более высоко титанистыми и высокохромистыми (рис. 3). В породе резко преобладают вкрапленники 1 типа и именно они и были отобраны для Rb-Sr изотопных исследований.
Краевые зоны зонального флогопита из ксенолитов перидотитов также являются более высокотитанистыми и высокохромистыми, чем центральные части зерен.
|
|
|
Все изученные типы флогопита, образуют единый тренд изменения, связанный несомненно с изменением состава кимберлитового расплава, в процессе становления пород. Флогопит в ксенолитах, очевидно, возникает под воздействие первичных кимберлитовых расплавов и, также как флогопит из собственно кимберлита, несет информацию о времени возникновения кимберлитов.
| б |
| а |
| г |
| в |
Рис. 2. Петрографическая характеристика изучаемых пород: а– автолит 1 типа, с ядром, представленным угловатым обломком серпентинизированной породы и внешней оболочкой, сложенной тонко-мелкообломочным кимберлитом. В оболочке, встречается достаточной много зерен флогопита, самые крупные из них достигают 500 мкм. Трубка Карпинского II. Образец 14Кр2-144/555; б– автолиты 2 типа, ядра представлены измененными зернами оливина. Оболочки автолитов сложены темным полупрозрачным кимберлитом с включениями оливина размером от первых мкм (автолит слева) до 100 мкм (автолит справа) Трубка Карпинского I. Образец 13Кр1-07; в– сложный, многозональный автолит. Самое древнее ядро сложено вытянутым, оплавленным зерном оливина, следующая оболочка представлена брекчированным кимберлитом, с зернами оливина, достигающими 0.7 мм, затем следует более мелкообломочный кимберлит. Обломки зерен оливина достигают 0.5 мм. Трубка Карпинского II. Образец 14Кр2-144/495; г– безъядерный автолит 4 типа округленной формы. Вся масса автолита представлена мелкообломочным кимберлитом, в котором присутствуют угловатые и округлые обломки оливина, сцеметированные буровато-коричневой полупрозрачной массой полностью измененных мельчайших обломков пород и минералов. Трубка им. В. Гриба. Образец 804-2
|
|
|
Рис. 3 Диаграмма Cr2O3 - TiO2 для флогопитов из кимберлитов трубок им. В. Гриба, Карпинского I и Карпинского II. На диаграмме выделены поля флогопитов для разных трубок: 1 - поле флогопитов из протолочки кимберлитов трубки им. В. Гриба. В это поле попадают низкохромистые и низкотитанистые вкрапленники 1 типа, флогопит из основной массы, ядра ксенолитов из измененных перидотитов; 2 – поле преобладающего типа флогопитов из трубки Карпинского I, куда входит часть вкрапленников, флогопит из основной массы и флогопит из протолочки; 3 – поле преобладающего типа флогопитов из трубки Карпинского II.В это поле входит флогопит из основной массы, часть флогопита из вкрапленников, вкрапленники и мелкие зерна флогопита из автолитовх оболочек и часть флогопита из протолочки.
|
|
|
Краевые зоны зонального флогопита из ксенолитов перидотитов также являются более высокотитанистыми и высокохромистыми, чем центральные части зерен.
Все изученные типы флогопита, образуют единый тренд изменения, связанный несомненно с изменением состава кимберлитового расплава, в процессе становления пород. Флогопит в ксенолитах, очевидно, возникает под воздействие первичных кимберлитовых расплавов и, также как флогопит из собственно кимберлита, несет информацию о времени возникновения кимберлитов.
Вкрапленники из кимберлитовых трубок Карпинского I и Карпинского II имеет горазо меньший размер и распространенность в породе.
Флогопит из автолитов встречается в кимберлитах трубки Карпинского II. По размеру он делятся на вкрапленники и мелкие чешуйки в основной массе.
Флогопит из кимбрерлитов трубок Карпинского I и II образует отличный от флогопитов трубки им. В. Гриба тренд изменения состава слюды, связанный с эволюцией кимберлитового расплава.
Наиболее контрастно различие в флогопитах из разных трубок видно на диаграмме Cr2O3-TiO2 (см. рис. 3).
Rb-Sr изотопные исследования
На основании проведенных петрографических и петрохимических исследований для Rb-Sr изотопного анализа для флогопитов трубки им. В. Гриба были отобраны вкрапленники 1 типа. Всего было изучено 9 монофракций флогопитов из 5 образцов, отобранных с разной глубины и образец кимберлита. Существует вероятность, что в отобранные фракции могли попасть вкрапленники 2 типа, но доля их не велика, возможны единичные зерна. Все точки изученных флогопитов в изохронных координатах определяют изохрону с возрастом 374±1.3 млн. лет, (87Sr/86Sr)0=0.709849±0.000019, СКВО=1.8 (рис. 4, табл. 2).
Хорошие статистические параметры полученной изохроны объясняются широкими вариациями отношений 87Rb/86Sr от 0.307 до 79.9. Низкие 87Rb/86Sr отношения в пробе 804-2 вызваны высокими для слюд концентрациями Sr (табл. 6). При макроскопическом отборе проб флогопита никаких включений замечено не было, но при микрозондовом анализе были найдены включения барита и карбоната, с высоким содержанием Sr. Если исключить из расчета данные для проб 804-2 phl(1-2), то определяемый наклон прямой будет соответствовать возрасту 376±3 млн. лет, (87Sr/86Sr)0=0.7088±0.0013, СКВО=2, что в пределах получаемой погрешности совпадает с возрастом, посчитанным по всем 9 точкам, но при этом неопределенность первичного изотопного состава Sr возрастает.
Рис. 4. Rb-Sr изохрона для флогопитов из кимберлитов трубки им. В. Гриба
Rb-Sr изотопные исследования для трубки Карпинского I были проведены для 8 монофракций флогопитов из 4 образцов. Флогопит по химическому составу является более высокотитанистым и более высокохромистым, чем преобладающий тип флогопитов из трубки им. В. Гриба. В отличие от изученных флогопитов трубки им. В. Гриба, точки которых из разных образцовы кимберлитов ложатся на одну изохрону, Rb-Sr изотопная система флогопитов из трубки Карпинского I не показывает изотопного равновесия (СКВО 87). Определить время становления кимберлитов трубки Карпинского I удалось только по одному образцу 13Кр1-05, где по трем разноразмерным фракциям практически неизмененного флогопита и образцу кимберлита была получена изохрона с возрастом 380±2 млн. лет, (87Sr/86Sr)0 =0.705016±0.000013, СКВО = 2.7 (рис. 5, табл. 3). В пределах полученной погрешности этот возраст совпадает с возрастом кимберлитов трубки им. В. Гриба и является более древним по сравнению с полученным ранее 40Ar-39Ar возрастом келефитовых кайм пиропа и зёрен хромдиопсида (Махоткин, 2007).
Таблица 2
Rb-Sr изотопные данные для флогопитов из кимберлита и породы в целом трубки им.
В. Гриба, используемые для построения изохроны
| № пп | N пробы | Rb, мкг/г | Sr, мкг/г | 87Rb/86Sr* | 87Sr/86Sr±2 σ | (87Sr/86Sr)t=374 |
| 1 | 508-2 | 683 | 47.0 | 42.03 | 0.934059±11 | 0.71027 |
| 2 | 804-2-1 | 611 | 114 | 15.48 | 0.791436±11 | 0.70902 |
| 3 | 804-2-2 | 576 | 991 | 1.683 | 0.718794±9 | 0.70983 |
| 4 | 804-2-3 | 478 | 4 502 | 0.307 | 0.711482±9 | 0.70985 |
| 5 | 13-Гр-1.1 | 554 | 51.7 | 31.03 | 0.875307±12 | 0.71010 |
| 6 | 13-Гр-1.2 | 619 | 86.2 | 20.77 | 0.820723±14 | 0.71010 |
| 7 | 13-Гр-1.3 | 568 | 45.4 | 36.23 | 0.904006±14 | 0.71110 |
| 8 | 749-2 | 688 | 24.9 | 79.94 | 1.13609±22 | 0.71041 |
| 9 | 759-3 | 562 | 50.8 | 32.01 | 0.878047±13 | 0.70758 |
Примечание: В расчете погрешность 87Rb/86Sr принята 1 %.
Рис. 5. Rb-Sr изохрона для флогопитов и породы в целом (WR) из кимберлитов трубки Карпинского I
Таблица 3
Rb-Sr изотопные данные для флогопитов из кимберлита и образцов кимберлита из трубки Карпинского I, используемые для построения изохроны
| № | N пробы | Rb, мкг/г | Sr, мкг/г | 87Rb/86Sr* | 87Sr/86Sr±2 σ | (87Sr/86Sr)t=376 |
| 1 | 13Кр1-05 (phl) | 371 | 63.8 | 16.85 | 0.795540±12 | 0.70535 |
| 2 | 13Кр1-05 (phl) | 348 | 72.0 | 13.99 | 0.780443±13 | 0.70552 |
| 3 | 13Кр1-05 (phl) | 347 | 70.3 | 14.29 | 0.782985±13 | 0.70650 |
| 4 | 13Кр1-05 WR) | 17.3 | 471 | 0.107 | 0.70559±10 | 0.70502 |
Примечание: В расчете погрешность 87Rb/86Sr принята 1 %.
Rb-Sr изотопные исследования для трубки Карпинского II были проведены для 8 монофракций флогопитов из 3 образцов, отобранных с разных глубин. Для построения изохронной зависимости нами был выбран образец кимберлита из центральной зоны трубки, представленной автолитовой кимберлитовой брекчией с минимальным количеством карбоната и фракции флогопита с разных глубин. В изохронных координатах фигуративные точки трех флогопитов и образца кимберлита 14Кр2-144/415 дают прямую линию, наклон которой соответствует 375±2 млн. лет, (87Sr/86Sr)0 =0.705830±0.000024, СКВО = 0.97 (рис. 6, табл. 4).
Рис. 6. Rb-Sr изохрона для флогопитов и породы в целом (WR) из кимберлитов трубки Карпинского II
Таблица 4
Rb-Sr изотопные данные для флогопитов из кимберлита и образцов кимберлита из скважины 144 трубки Карпинского II
| № | N пробы | Rb, мкг/г | Sr, мкг/г | 87Rb/86Sr* | 87Sr/86Sr±2 σ | (87Sr/86Sr)t=376 |
| 1 | 553 Phl | 383 | 97.9 | 11.33 | 0.766715±10 | 0.70604 |
| 5 | 495 Phl | 292 | 72.1 | 11.71 | 0.768257±14 | 0.70556 |
| 7 | 415 Phl | 378 | 58.4 | 18.74 | 0.805575±11 | 0.70527 |
| 8 | 415 WR | 60.0 | 547 | 0.317 | 0.707524±14 | 0.70583 |
Примечание: В расчете погрешность 87Rb/86Sr принята 1 %
Обсуждение результатов
В настоящей работе была изучена коллекция образцов из трубок им. В. Гриба, Карпинского I, Карпинского II, представленных автолитовой кимберлитовой брекчией. Основной целью работы было определить возраст внедрения кимберлитовых трубок Архангельской алмазоносной провинции, используя изохронный вариант Rb-Sr изотопного метода по флогопитам. Выбранный подход к датированию кимберлитов, несмотря на свою стандартность, требует дополнительных петрографических и петрохимических исследований, на основании которых можно уверенно говорить о том, что полученные геохронологические данные отвечают таким важным условиям датирования, как генетическое родство кимберлитового расплава и флогопитов и отсутствие в анализируемых фракциях, захваченных ксеногенных зерен слюды и их фрагментов.
Кроме того, петрографический анализ и петрохимическое исследование позволяют оценить степень проявления вторичных наложенных процессов, в ходе которых могла быть нарушена замкнутость изотопной Rb-Sr системы, т.е. в совокупности проведенные исследования должны были позволить установить критерии разбраковки изучаемых слюд.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 581; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!